Medición de lodos CMP con el Rhosonics CCM

En el vertiginoso mundo de la fabricación de semiconductores, la precisión y la eficacia son primordiales. El pulido químico-mecánico (CMP) es un proceso crítico que garantiza la producción de obleas de silicio de alta calidad, los componentes básicos de la electrónica moderna. El control de la composición de la lechada CMP durante este proceso es esencial para lograr la calidad deseada de la oblea.

Los retos del control de los purines CMP

El lodo CMP es una mezcla compleja de agua, partículas abrasivas y productos químicos. Su composición exacta puede influir significativamente en el proceso de pulido y, en última instancia, en la calidad final de la oblea. Por lo tanto, la supervisión en tiempo real de la composición de la lechada es crucial para mantener la coherencia y optimizar el proceso de CMP.

Los métodos tradicionales de control de los lodos de CMP suelen consistir en muestreos fuera de línea y análisis de laboratorio, que no sólo consumen mucho tiempo y mano de obra, sino que además no reflejan con precisión las condiciones en tiempo real de los lodos durante el proceso de pulido. Como resultado, los ajustes basados en estos análisis pueden llegar demasiado tarde, lo que conlleva una pérdida de recursos y unos resultados que no son los óptimos.

Presentación de la tecnología Rhosonics

Rhosonics ofrece una solución innovadora para la monitorización en línea y en tiempo real de los lodos CMP. Nuestra innovadora tecnología utiliza una combinación única de mediciones ultrasónicas y de conductividad para proporcionar datos precisos y continuos sobre la composición de la lechada. Esta información en tiempo real permite a los fabricantes de semiconductores mantener el control sobre el proceso CMP, lo que se traduce en una mejora de la calidad de las obleas, una reducción de los residuos y una mayor eficiencia.

Nuestra Medidor de concentración química (CCM) está diseñado para funcionar en línea, permitiendo que los lodos fluyan a través del sistema antes de llegar a las máquinas pulidoras. Esta configuración proporciona una ventaja significativa sobre los métodos de muestreo tradicionales, ya que permite la supervisión y el ajuste continuos. Con el CCM, los fabricantes obtienen información sobre la densidad, la concentración y los sólidos en suspensión de los lodos en tiempo real, capacidades que antes se consideraban inalcanzables.

Entender la medición ultrasónica

El sistema de ultrasonidos del CCM de Rhosonics funciona mediante una configuración de reflexión con dos sensores situados uno frente al otro. Un elemento piezoeléctrico que funciona a 2 MHz genera ondas ultrasónicas. Cuando estas ondas se encuentran con el lodo, parte del ultrasonido se refleja en la interfaz de fase, mientras que parte de la energía es absorbida por el lodo. Este comportamiento de reflexión sirve como "huella dactilar" del lodo, ya que cada líquido tiene su propia velocidad del sonido. La diferencia de energía de la señal entre los dos materiales se cuantifica como coeficiente de reflexión (R), a partir del cual se calcula la impedancia acústica del líquido mediante la fórmula de Sir Rayleigh.

La velocidad del sonido, calculada a partir del tiempo de recorrido de la señal de ultrasonidos, es otro parámetro esencial. Representa el tiempo que tarda la señal en atravesar el medio desde el emisor hasta el receptor. Este valor es indicativo de la composición única del lodo, lo que permite evaluar la concentración y el tipo de partículas presentes. Mediante la determinación de la impedancia acústica y la velocidad del sonido, podemos calcular con precisión la densidad aparente del lodo, proporcionando un perfil en tiempo real de su composición.

Este método de medición por ultrasonidos cambia las reglas del juego de la supervisión de CMP, ya que proporciona información que va más allá de los meros niveles de concentración. También permite a Rhosonics medir propiedades que las herramientas de la competencia no pueden medir, lo que convierte al CCM en el único dispositivo del mercado capaz de realizar un análisis tan exhaustivo en tiempo real.

Medición de la conductividad para una mayor precisión

Además de la medición ultrasónica, el sistema de conductividad del CCM cuenta con una bobina motriz y una bobina sensora. La bobina motriz, alimentada con corriente alterna (CA), genera un campo magnético que induce corrientes en el fluido conductor. Estas corrientes producen un campo magnético secundario que detecta la bobina sensora. La intensidad de la señal inducida se correlaciona con la conductividad del fluido y se convierte en un valor de conductividad.

Los datos de conductividad complementan las mediciones ultrasónicas proporcionando información sobre la composición química del lodo, incluida la concentración de productos químicos específicos como el peróxido de hidrógeno (H₂O₂). A diferencia de los métodos tradicionales, que a menudo se centran en un parámetro a la vez, el CCM de Rhosonics captura múltiples aspectos de la composición de la lechada simultáneamente, lo que permite una comprensión mucho más completa del proceso CMP.

Ventajas exclusivas de la tecnología Rhosonics

La CCM de Rhosonics ofrece varias ventajas que la convierten en un activo inestimable para los fabricantes de semiconductores:

• Supervisión en línea y en tiempo real: Proporciona datos continuos sobre la composición del lodo, lo que permite a los fabricantes realizar ajustes inmediatos según sea necesario. Esta capacidad permite un control más dinámico del proceso CMP, evitando problemas antes de que afecten a la calidad de la oblea.
• Precisión y versatilidad inigualables: Al medir múltiples parámetros -como la densidad, la concentración y los niveles químicos específicos-, el CCM de Rhosonics supera a las herramientas tradicionales, que pueden centrarse únicamente en una concentración, como la de H₂O₂.
• Mejora de la calidad de las obleas: Garantiza una composición uniforme de los lodos, lo que se traduce en obleas de mayor calidad con menos defectos. Los datos en tiempo real permiten a los operarios ajustar el proceso CMP y mantener las condiciones óptimas necesarias para una producción superior de obleas.
• Reducción de residuos y rentabilidad: Optimiza el uso de los purines y minimiza los residuos mediante la supervisión y el control precisos de su composición. Esta eficiencia no solo reduce los costes de material, sino que también contribuye a unas prácticas de fabricación sostenibles.
• Ahorro de energía: Al permitir el transporte de purines concentrados, que pueden diluirse in situ, la tecnología de Rhosonics apoya las iniciativas de ahorro de energía. Este enfoque reduce los requisitos energéticos asociados al transporte y la manipulación de purines prediluidos.

Abriendo nuevos caminos en la supervisión de la PMC

La CCM de Rhosonics es más que una simple herramienta de control; representa un cambio de paradigma en la gestión de los purines de CMP. Los métodos tradicionales se quedan cortos porque carecen de la capacidad de monitorizar en tiempo real y no pueden captar toda la complejidad de la composición de los purines. Durante una presentación reciente en la Conferencia del ICPT en Wiesbaden, algunos asistentes se preguntaron qué hace que el CCM sea superior a los métodos existentes. La respuesta reside en su capacidad única para medir múltiples parámetros con altos niveles de precisión, en tiempo real y a través de diversas composiciones.

Nuestro enfoque de la supervisión de los lodos CMP no tiene precedentes: muchos en el sector desconocían que fuera posible realizar una medición tan exhaustiva y en tiempo real. Al tratar la velocidad del sonido como una "huella dactilar" exclusiva de cada mezcla de lodo, permitimos un nuevo nivel de precisión en el control del proceso que tiene implicaciones de gran alcance para la calidad de las obleas y la eficiencia del proceso. Esta tecnología pionera proporciona a los fabricantes de semiconductores una ventaja que les ayuda a seguir siendo competitivos en un mercado muy exigente.

Para obtener más información sobre cómo la tecnología Rhosonics puede beneficiar a su proceso CMP, póngase en contacto con nuestro equipo hoy mismo. Estamos aquí para ayudarle a llevar sus operaciones de fabricación de semiconductores al siguiente nivel.